看完这篇文章,再学不会Lambda表达式,来打我!

 

 

   00 引言   

 

 

在 Java 8 以前,若我们想要把某些功能传递给某些方法,总要去写匿名类。以前注册事件监听器的写法与下面的示例代码就很像:
manager.addScheduleListener(new ScheduleListener() {
    @Override
    public void onSchedule(ScheduleEvent e) {        
        // Event listener implementation goes here…
    }

});

这里我们添加了一些自定义代码到 Schedule 监听器中,需要先定义匿名内部类,然后传递一些功能到 onSchedule 方法中。
正是 Java 在作为参数传递普通方法或功能的限制,Java 8 增加了一个全新语言级别的功能,称为 Lambda 表达式

 

 

 
   01 为什么 Java 需要 Lambda 表达式   

 

 

Java 是面向对象语言,除了原始数据类型之处,Java 中的所有内容都是一个对象。而在函数式语言中,我们只需要给函数分配变量,并将这个函数作为参数传递给其它函数就可实现特定的功能。JavaScript 就是功能编程语言的典范(闭包)。
Lambda 表达式的加入,使得 Java 拥有了函数式编程的能力。在其它语言中,Lambda 表达式的类型是一个函数;但在 Java 中,Lambda 表达式被表示为对象,因此它们必须绑定到被称为功能接口的特定对象类型。

 

 

   02 Lambda 表达式简介   

 

 

Lambda 表达式是一个匿名函数(对于 Java 而言并不很准确,但这里我们不纠结这个问题)。简单来说,这是一种没有声明的方法,即没有访问修饰符,返回值声明和名称。
在仅使用一次方法的地方特别有用,方法定义很短。它为我们节省了,如包含类声明和编写单独方法的工作。
Java 中的 Lambda 表达式通常使用语法是 (argument) -> (body),比如:
(arg1, arg2…) -> { body }
(type1 arg1, type2 arg2…) -> { body }
以下是 Lambda 表达式的一些示例:
(int a, int b) -> {  return a + b; }
() -> System.out.println(“Hello World”);
(String s) -> { System.out.println(s); }
() -> 42
() -> { return 3.1415 };

2.1 Lambda 表达式的结构

Lambda 表达式的结构:
  • Lambda 表达式可以具有零个,一个或多个参数。
  • 可以显式声明参数的类型,也可以由编译器自动从上下文推断参数的类型。例如 (int a) 与刚才相同 (a)
  • 参数用小括号括起来,用逗号分隔。例如 (a, b) 或 (int a, int b) 或 (String a, int b, float c)
  • 空括号用于表示一组空的参数。例如 () -> 42
  • 当有且仅有一个参数时,如果不显式指明类型,则不必使用小括号。例如 a ->return a*a
  • Lambda 表达式的正文可以包含零条,一条或多条语句。
  • 如果 Lambda 表达式的正文只有一条语句,则大括号可不用写,且表达式的返回值类型要与匿名函数的返回类型相同。
  • 如果 Lambda 表达式的正文有一条以上的语句必须包含在大括号(代码块)中,且表达式的返回值类型要与匿名函数的返回类型相同。
 
 

 

 

 
   03 方法引用   

 

 

3.1 从 Lambda 表达式到双冒号操作符

使用 Lambda 表达式,我们已经看到代码可以变得非常简洁。
例如,要创建一个比较器,以下语法就足够了
Comparator c = (Person p1, Person p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge());
然后,使用类型推断:
Comparator c = (p1, p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge());
但是,我们可以使上面的代码更具表现力和可读性吗?我们来看一下:
Comparator c = Comparator.comparing(Person::getAge);
使用 :: 运算符作为 Lambda 调用特定方法的缩写,并且拥有更好的可读性。

3.2 使用方式

双冒号(::)操作符是 Java 中的方法引用。当们使用一个方法的引用时,目标引用放在 :: 之前,目标引用提供的方法名称放在 :: 之后,即 目标引用::方法。比如:
Person::getAge;
在 Person 类中定义的方法 getAge 的方法引用。
然后我们可以使用 Function 对象进行操作:
// 获取 getAge 方法的 Function 对象
Function<Person, Integer> getAge = Person::getAge;
// 传参数调用 getAge 方法
Integer age = getAge.apply(p);
我们引用 getAge,然后将其应用于正确的参数。
目标引用的参数类型是 Function<T,R>T 表示传入类型,R 表示返回类型。比如,表达式 person -> person.getAge();,传入参数是 person,返回值是 person.getAge(),那么方法引用 Person::getAge 就对应着 Function<Person,Integer> 类型。

 

 

   04 什么是功能接口(Functional interface)   

 

 

在 Java 中,功能接口(Functional interface)指只有一个抽象方法的接口。
java.lang.Runnable 是一个功能接口,在 Runnable 中只有一个方法的声明 void run()。我们使用匿名内部类实例化功能接口的对象,而使用 Lambda 表达式,可以简化写法。
每个 Lambda 表达式都可以隐式地分配给功能接口。例如,我们可以从 Lambda 表达式创建 Runnable 接口的引用,如下所示:
Runnable r = () -> System.out.println(“hello world”);
当我们不指定功能接口时,这种类型的转换会被编译器自动处理。例如:
new Thread(
    () -> System.out.println(“hello world”)
).start();
在上面的代码中,编译器会自动推断,Lambda 表达式可以从 Thread 类的构造函数签名(public Thread(Runnable r) { })转换为 Runnable 接口。
@FunctionalInterface 是在 Java 8 中添加的一个新注解,用于指示接口类型,声明接口为 Java 语言规范定义的功能接口。Java 8 还声明了 Lambda 表达式可以使用的功能接口的数量。当您注释的接口不是有效的功能接口时, @FunctionalInterface 会产生编译器级错误。
以下是自定义功能接口的示例:
package com.wuxianjiezh.demo.lambda;
@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
    public void doSomeWork();
}
正如其定义所述,功能接口只能有一个抽象方法。如果我们尝试在其中添加一个抽象方法,则会抛出编译时错误。例如:
package com.wuxianjiezh.demo.lambda;
@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
    public void doWork();
    public void doMoreWork();

}

错误:
Error:(3, 1) java: 意外的 @FunctionalInterface 注释
  com.wuxianjiezh.demo.lambda.WorkerInterface 不是函数接口
    在 接口 com.wuxianjiezh.demo.lambda.WorkerInterface 中找到多个非覆盖抽象方法
一旦定义了功能接口,我们就可以利用 Lambda 表达式调用。例如:
package com.wuxianjiezh.demo.lambda;
@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
    public void doWork();
}
class WorkTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 通过匿名内部类调用
        WorkerInterface work = new WorkerInterface() {
            @Override
            public void doWork() {
                System.out.println(“通过匿名内部类调用”);
            }
        };
        work.doWork();
        // 通过 Lambda 表达式调用
        // Lambda 表达式实际上是一个对象。
        // 我们可以将 Lambda 表达式赋值给一个变量,就可像其它对象一样调用。
        work = ()-> System.out.println(“通过 Lambda 表达式调用”);
        work.doWork();
    }

}

运行结果:
通过匿名内部类调用
通过 Lambda 表达式调用
 

 

 

   05 Lambda 表达式的例子   

 

 

5.1 线程初始化

线程可以初始化如下:
// Old way
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(“Hello world”);
    }
}).start();
// New way
new Thread(
    () -> System.out.println(“Hello world”)
).start();
我们在使用IDEA的时候,如果写出Old way的代码,IDEA会提示我们将其转换为Lambda表达式的形式,为IDEA点赞!
IDEA自动检测并提示转换为Lambda表达式形式
我们将光标移动到灰色代码区域(new Runnable这里),使用快捷键alt+Enter就可以实现自动转换了。
自动转换为Lambda表达式

5.2 事件处理

事件处理可以用 Java 8 使用 Lambda 表达式来完成。以下代码显示了将 ActionListener 添加到 UI 组件的新旧方式:
// Old way
button.addActionListener(new ActionListener() {
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        System.out.println(“Hello world”);
    }
});
// New way
button.addActionListener( (e) -> {
        System.out.println(“Hello world”);
});

5.3 遍例输出(方法引用)

输出给定数组的所有元素的简单代码。请注意,还有一种使用 Lambda 表达式的方式。
// old way
List<Integer> list = Arrays.asList(1234567);
for (Integer n : list) {
    System.out.println(n);
}
// 使用 -> 的 Lambda 表达式
list.forEach(n -> System.out.println(n));
// 使用 :: 的 Lambda 表达式
list.forEach(System.out::println);
这里顺便补充一下Arrays.asList()方法。Arrays.asList()将数组转换为集合后,底层其实还是数组,《阿里巴巴》Java 开发使用手册对于这个方法有如下描述:
阿里巴巴Java开发手-Arrays.asList()方法
如何正确的将数组转换为ArrayList?可以像下面这样(参见:stackoverflow- https://dwz.cn/vcBkTiTW)
List list = new ArrayList<>(Arrays.asList(“a”“b”“c”))

5.4 逻辑操作

输出通过逻辑判断的数据。
package com.wuxianjiezh.demo.lambda;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(1234567);
        System.out.print(“输出所有数字:”);
        evaluate(list, (n) -> true);
        System.out.print(“不输出:”);
        evaluate(list, (n) -> false);
        System.out.print(“输出偶数:”);
        evaluate(list, (n) -> n % 2 == 0);
        System.out.print(“输出奇数:”);
        evaluate(list, (n) -> n % 2 == 1);
        System.out.print(“输出大于 5 的数字:”);
        evaluate(list, (n) -> n > 5);
    }
    public static void evaluate(List<Integer> list, Predicate<Integer> predicate) {
        for (Integer n : list) {
            if (predicate.test(n)) {
                System.out.print(n + ” “);
            }
        }
        System.out.println();
    }

}

运行结果:
输出所有数字:1 2 3 4 5 6 7
不输出:
输出偶数:2 4 6
输出奇数:1 3 5 7
输出大于 5 的数字:6 7

5.4 Stream API 示例

java.util.stream.Stream接口 和 Lambda 表达式一样,都是 Java 8 新引入的。所有 Stream 的操作必须以 Lambda 表达式为参数。Stream 接口中带有大量有用的方法,比如 map() 的作用就是将 input Stream 的每个元素,映射成output Stream 的另外一个元素。
下面的例子,我们将 Lambda 表达式 x -> x*x 传递给 map() 方法,将其应用于流的所有元素。之后,我们使用 forEach打印列表的所有元素。
// old way
List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
for(Integer n : list) {
    int x = n * n;
    System.out.println(x);
}
// new way
List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
list.stream().map((x) -> x*x).forEach(System.out::println);
下面的示例中,我们给定一个列表,然后求列表中每个元素的平方和。这个例子中,我们使用了 reduce() 方法,这个方法的主要作用是把 Stream 元素组合起来。
// old way
List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
int sum = 0;
for(Integer n : list) {
    int x = n * n;
    sum = sum + x;
}
System.out.println(sum);
// new way
List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7);
int sum = list.stream().map(x -> x*x).reduce((x,y) -> x + y).get();
System.out.println(sum);
 

 

 

   06 Lambda 表达式和匿名类之间的区别   

 

 

  • this 关键字。对于匿名类 this 关键字解析为匿名类,而对于 Lambda 表达式,this 关键字解析为包含写入 Lambda 的类。
  • 编译方式。Java 编译器编译 Lambda 表达式时,会将其转换为类的私有方法,再进行动态绑定。
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